Штихмасс: что это такое, виды, назначение, какой диапазон измерения

Для разных видов измерений нужна своя точность. Размеры деталей обычно измеряют микрометром. Но что делать, если измерить нужно не саму деталь, а отверстие в ней? Сегодня, мы поговорим о малоизвестном инструменте для которого не составит труда дать значение с точностью до сотых миллиметров для блока цилиндров вашего автомобиля.

Предназначение штихмаса

Штихмас – это инструмент для измерения размеров отверстий разной формы. Поэтому его называют нутромером. Штихмас при измерении соприкасается с поверхностью только в двух точках.

Измеряют диаметры круглых отверстий или ширины паза (расстояния между плоскостями). Точность измерения – одна сотая часть миллиметра.

Есть более точные приборы (цена делений 5 мкм).

С его помощью можно понять, насколько сношены внутренние цилиндрические поверхности, определить овальность, узнать насколько реальный размер детали отличается от нужного.

Поверка нутромеров

Для поверки штихмаса используется калибровочное кольцо. Эта процедура осуществляется в несколько этапов:

1. Подборка и установка сменного стержня.
2. Обеспечение достаточного прижима стопорного винта.
3. Фиксация полой втулки в тисках.
4. Вращение головки прибора до тех пор, пока стрелка не будет указывать на нулевую отметку.

Поверка нутромера осуществляется при комнатной температуре и влажности воздуха до 80 %. Нюансы поверки описаны в ГОСТ 17215-71. Межповерочный интервал определяется индивидуально, в зависимости от интенсивности эксплуатации штихмаса. При соблюдении этих нюансов можно в течение длительного времени поддерживать оптимальные параметры нутромеров: рабочий диапазон, допустимые погрешности и цену деления.

Виды штихмасов

Общепринятой классификации штихмасов нет. Поэтому их разделяют на группы по способу измерений. Микрометрические и индикаторные имеют разные методы замеров.

Микрометрический измеряет реальную длину.

Индикаторные сравнивают шаблон и реальный размер. Штихмас настраивают на конкретный размер. Потом определяют насколько реальное значение отличается от этого показателя.

Штихмасы имеют разные отсчётные устройства и способы передачи. Разными могут быть формы поверхностей, которые помогают измерять.

Измерительные поверхности трёхточечного штихмаса расположены под углом 120° друг к другу. Это позволяет проводить минимальное количество замеров для определения линейных характеристик детали. Информацию о размере берут на цифровой шкале нутромера.

Сферический штихмас – это инструмент, измерительные поверхности которого находятся на одной сфере. Максимальная длина 1000 мм. Он относится к двухточечным. Для измерений нужно сделать больше замеров, чем трехточечным.

Штихмасом цанговым (шариковым) измеряют небольшие отверстия, которые не под силу измерить микрометрическим (диаметр от 0,95 до 18 мм). Снабжён комплектом головок разных типов. Для измерения головку нужного размера и формы вводят в отверстие, внутренняя игла смещается вдоль оси, цанги прижимаются к его стенкам.

Самым точным, удобным и дорогим является электронный штихмас.

Обслуживание

Логичнее всего выделить для этой работы специально отведенное время. Стоит заметить, что протирать весь прибор необязательно. Достаточно качественно пройтись по самим стержням и иным поверхностям, которые прикасаются к стенкам отверстия. Также при излишнем приложении силы некачественный инструмент может изогнуться. Поэтому следует регулярно проверять его на целостность и функциональность.

Хранение, как уже подчеркивалось, допускается лишь в защитном футляре. И его также следует периодически обрабатывать. Нарушение правил обслуживания не скажется на сроке годности. Но имеет иную сторону. Результаты измерений станут сильно искажаться. А когда в расчет идет каждая сотая миллиметра, это серьезная проблема.

Микрометрический штихмас

Состоит из стального прута, концы которого заточены в виде шара, и устройства со шкалами для определения расстояний.

Существует специальное понятие: «снимать штихмас». Оно обозначает процесс измерения деталей.

Штихмас относится к группе инструментов, называемых калибрами.

Микрометрический штихмас имеет большое сходство с микрометром. Можно сказать, что принцип действия у них один и тот же, а расположения измеряемых деталей разное.

Микрометрическая головка – основная деталь этого штихмаса. Она состоит из стержня (стебля), винта, барабана.

Технология измерения

Перед проведением измерений нутромером требуется проверить его работоспособность. Для этого нужно оценить состояние его комплектующих и осмотреть маркировку. После визуального осмотра проверяется взаимодействие элементов штихмаса. Посредством инструментального микроскопа измеряются ширина штрихов стебля и барабана. В конце проверяются радиус кривизны наконечника и габариты установочной меры.

Перед проведением измерительных работ также требуется убедиться, что штихмас соответствует следующим требованиям:

1. Предел погрешностей при комнатной температуре и влажности до 80 % составляет не более 0,09 мм.
2. Размах показаний составляет не более 1/3 деления шкалы.
3. Радиус контактной поверхности стержней равняется 2–40 мм.
4. Головки прибора изготовлены из твердых сплавов и имеют шероховатости в соответствии с международным стандартом 2789.
5. Покрытие металлических поверхностей микрометрического нутромера обладает антикоррозионными свойствами.
6. Ручка, расположенная на барабане, изготовлена из материалов с низкой теплопроводностью.

Рекомендуется пользоваться нутромерами от официальных производителей (Mitutoyo, Mahr, Norgau, ЧИЗ). Они обладают сертификатом соответствия международным и российским техническим стандартам, что подтверждает качество измерительных инструментов.

Процедура измерения заготовок микрометрическим нутромером осуществляется по следующему алгоритму:

1. На инструменте выставляются размеры измеряемого объекта. Необходимо выставить приблизительные размеры заготовки.
2. Головка располагается под углом 90° относительно продольной оси микрометрического нутромера.
3. Штихмас соприкасается со стенками барабана и трещотки.
4. Микрометрический винт завинчивается, стержень с наконечником извлекается.
5. Длина головки складывается со значением шкалы.

При работах с широкими отверстиями рекомендуется использовать микрометрические нутромеры с дополнительными стержнями-удлинителями.

Принцип действия микрометрического штихмаса

Инструмент помещают внутрь измеряемого отверстия. Начинают вращать барабан. Он соединён с измерительным наконечником, который под воздействием барабана выдвигается, пока не упрётся в стенку измеряемого отверстия. Если же сразу размер штихмаса был больше измеряемого расстояния, то наконечник ввинчивается внутрь, пока прибор не поместится в нём.

Но размеры стебля прибора ограничены. Чтобы измерить отверстие, длина которого превышает длину нутромера, используют удлинители. Они имеют постоянный размер. Он обозначен на внешней поверхности прибора. В каждом комплекте для измерения штихмасом есть несколько удлинителей разной длины.

Устройство и применение

Благодаря универсальной методике измерения и простоте конструкции сфера применения нутромеров охватывает механическое производство, машиностроение, ремонт машин и оборудования, а также во многих других видах деятельности, где необходимо проведение прецизионных измерений внутренних размеров диаметров деталей и узлов.

Как правило, измерения проводятся двумя сферическими наконечниками, которые находятся под углом 180° относительно друг друга. В большинстве конструкций имеется устройство для центрирования линии измерений, а также системы передачи движения от наконечников на измерительный прибор.

Устройство нутромера рассмотрим на примере микрометрического штихмасса.

1. Микрометрическая головка.
2. Комплект удлинителей.
3. Измерительный наконечник.
4. Установочная мера.

В состав микрометрической головки входит винт, барабан, жестко соединенный с микрометрическим винтом, и колпачок, фиксирующий барабан, а также наконечником, предохранительный колпачок и стопор.

Индикаторный штихмас

Это может быть устройство, по внешнему виду напоминающее циркуль. Его подпружиненные ножки на концах загнуты наружу. Это измерительные поверхности. Ножки такого кронциркуля-штихмаса сдвигаются и раздвигаются винтом.

Другие модели выполнены в форме стержня (направляющая втулка), с одного конца которого находится круглая шкала со стрелкой.

Внутри направляющей втулки есть два стержня разной длины. Тот, что покороче, прикасается к головке. В нем находится движок и стержень для измерения.

Вначале прибор устанавливают на нужный размер. Движок с пружиной передаёт движение на индикатор. Стрелка двигается и указывает отклонение размера.

Требования при работе с прибором

Существует несколько важных аспектов, обязательных для учета. Это:

• Подходящая температура в помещении. В лучшем случае – 20 градусов Цельсия. Незначительные отклонения на 3-4 градуса существенным образом на результат не повлияют. И их в расчет можно не брать.
• Поверхности, с которыми в итоге будет взаимодействовать инструмент, нужно предварительно очистить. Даже если визуальных признаков загрязнений нет, возможно небольшое наслоение пыли или металлической стружки. А при точной работе результат способен сильно исказиться, если заранее не озаботиться этим моментом.
• Поверхности самого инструмента по завершении процесса тоже должна быть обработаны соответствующим образом. Идеальным решением станет протирание их бензином или раствором схожего действия.
• Хранить устройство следует исключительно в специальном футляре, идущем в комплекте. Оставлять его открытым строго не рекомендуется. Во избежание загрязнения от внешней среды. А также наслоения различных масс на поверхностях.
• Предварительно следует изучать документацию по эксплуатации. У многих моделей есть свои нюансы, например, как выставляется штихмас направляющих стержней.

Телескопический штихмас

Устройство телескопического штихмаса похоже на устройство микрометра. Точность измерения 0,01 мм.

Предназначен для проверки горизонтальных и вертикальных поверхностей, овальности, конусности валов, отверстий и цилиндров.

Измерительные части штихмаса делают из следующих видов стали:

• цементуемых углеродистых 15 и 20;
• углеродистых 12А;
• шарикоподшипниковой ШХ15;
• инструментальных легированных Х и ХГ.

Для того, чтобы измерительные поверхности сохранялись как можно дольше, их хромируют, азотируют или делают наплавку из прочного сплава.

ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ

ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ

Вам потребуются: переносная лампа, набор плоских щупов, линейка, штангенциркуль, нутромер, микрометр, шабер.

После разборки тщательно вымойте детали керосином, продуйте и просушите их сжатым воздухом (особенно масляные каналы деталей).

1. Осмотрите блок, особенно внимательно опоры коленчатого вала. Трещины в любых местах блока не допускаются.

Если есть подозрение на наличие трещин в блоке (попадание охлаждающей жидкости в картер или масла в охлаждающую жидкость), проверьте герметичность блока на специальном стенде. Проверку проводите в ремонтных мастерских, располагающих соответствующим оборудованием.

2. Осмотрите цилиндры с обеих сторон. Царапины, задиры и трещины не допускаются.

При осмотре цилиндров рекомендуем освещать зеркала цилиндров переносной лампой – так дефекты видны значительно лучше.

3. Определите нутромером фактические диаметры цилиндров. Диаметр цилиндра измеряйте в трех поясах (рис. 5.8). В каждом поясе диаметр измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях (продольном и поперечном). В зоне над поясом А (на расстоянии 5 мм от плоскости разъема с головкой блока) цилиндры практически не изнашиваются. По разнице размеров в этой зоне и в остальных поясах можно судить об износе цилиндров. Номинальные размеры цилиндров приведены в табл. 5.9. Овальность и конусность не должны превышать 0,065 мм. Если максимальное значение износа больше 0,15 мм или овальность превышает указанное значение, расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера поршней, оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке выбранного ремонтного поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0,03 мм. Дефектовку, расточку и хонингование блока проводите в мастерских, располагающих специальным оборудованием.

Как читать показания штихмаса?

Когда вращение барабана прекращается и микрометрический винт перестает двигаться, стопором закрепляют его и начинают смотреть на показания прибора. Он состоит из двух шкал, расположенных перпендикулярно друг к другу. Одна, основная, находится на стебле прибора. Цена одного деления на ней 1 мм. Когда пятка прикасается к микрометрическому винту, ноль на шкале барабана совпадает с нолём шкалы на стебле. Шкала барабана разделена 50 делениями. Цифры стоят через каждые 5 делений. Цена каждого 0,01 мм. Поэтому при полном повороте барабана винт сдвигается на 0,5 мм.

Но на стебле есть своя шкала. Ее длина 13 мм. Цена деления на ней 0,5 мм и 1 мм. Поэтому сначала оценивают показания на стебле. Затем смотрят на показания на фаске барабана. Складывают эти цифры. Но это еще не все. В большинстве случаев при измерении используется удлинитель. Его длину тоже нужно прибавить к полученному значению.

Максимальная длина без удлинителя 63 мм. Чтобы прикрепить удлинитель к прибору, снимают гайку со стебля. Устанавливают нужное количество удлинителей и закручивают гайку на конец последнего.

Самый короткий удлинитель 13 мм, самый длинный – 600 мм. Кроме них есть размером 25, 50, 100, 150 и 200 мм.

Видовое разнообразие

У обозначенной линейки устройств отсутствует официальная градация. Но на производстве их все же принято разделять на типы. Для этого в качестве основы выбирается одна из особенностей, некий объединяющий или разделяющий фактор. И опираюсь на него можно выделить виды.

В первую очередь стоит обращать внимание на конструкционные особенности. С их помощью выделяют:

1. Микрометрические. Самый распространенный вариант. Работает банальным методом, две точки соприкосновения определяют реальную длину. Никаких дополнительных функций. Насколько разошлись стержни, такое значение и будет показано.
2. Сферический. Тип, характеризующийся расположением измерительных точек в условиях одной сферы.
3. Шариковый. Этот вариант имеет множество насадок, которые вводят в отверстие еще до подключения к инструменту. Отличительный аспект состоит в возможности работать с очень маленькими пазами. От 0.9 до 1.8 мм. Соответственно, при более длинном углублении такой метод уже не сработает. Здесь пригодится, например, сферический. Он работает в диапазоне до 1000 мм. А вот при отверстии всего в 1.5 мм ни первый, ни второй тип не смогут провести свою работу.

Также есть разделения еще и по способу замеров. Выделяют абсолютный и относительный. В первом случае в большей части случаев используется микрометрический. А во втором, индикаторный. Ниже мы еще поговорим о каждом виде детально.

Поэтому часто люди предпочитают купить набор штихмасов. Чтобы можно было работать с любыми размерами, проводить исследования каждым способом. Да и приятно то, что в этом варианте цена на единицу товара будет значительно ниже. Как это и бывает при покупке сразу партии.

И именно стоимость становится главной причиной, почему электронные приборы еще не вытеснили свою аналоги. Это еще один способ градации, классификации. Механические – это более частый вариант, их существуют массы на рынке. Электронные бывают реже, но они надежнее в плане точности замеров. Плюс, они почти полностью исключают из процесса человеческий фактор. И при отсутствии сбоев электроники, никаких ошибок быть не может по определению. Правда, потребуется либо энергоноситель, либо подключение в сеть. Первый со временем выходит из строя, понадобится замена – а это расходы. А необходимость точки доступа к электрическому току порой серьезно снижает вариативность использования инструмента.

Микрометрический

Это небольшое устройство, состоящее из трех основных частей. Фундамент – это гильза. В какой-то мере еще и корпус. С одного конца из нее выдвигается винт, цель которого – упереться в противоположную поверхность. На альтернативном конце стержня нет, лишь специальная сфера, прижимаемая к другой стенке.

Закругленность окончаний нужна для одинаковой точности как в работе с квадратными или прямоугольными пазами, так и отверстиями в форме правильной окружности. Стоит знать, что если расстояние слишком большое для прибора, это не значит, что он не справится со своей задачей. Почти в каждом наборе есть масса различных насадок, способных увеличить диапазон измерений. Так стандартный инструмент с ними способен изучать величины до 250 мм.

Применяется он просто. Стебель раздвигается, после перемещения всей конструкции внутрь измеряемого пространства. Но если слот оказался слишком мелким, наконечник можно убавить. То есть, ввинтить в гильзу. В большей части устройств он уходит практически полностью. И там уже можно немного развинтить, пока он не упрется в стенку.

Собственно, микрометрический штихмас предназначен почти для любых поверхностей и размеров. Кроме самых малых и наиболее крупных. Общепризнанный стандарт, который понадобится чаще всего.

Именно с этого варианта и началась история всей линейки. Еще до появления сферических и иных моделей, на рынке существовал исключительно представленный экземпляр.

Помните, что этот вид работает только с помощью абсолютных измерений. Как и сам микрометр, который и подарил название прибору. А вот для сравнительных, то есть относительных результатов, нужна другая модель. И как раз о ней мы и продолжим наше повествование.

Индикаторный штихмас

Необходим в первую очередь для выявления величины отклонений. То есть, на производстве существует какой-то шаблон детали, в которой паз указан в определенном значении. Выявляют эту цифру на чертеже, настраивают на нее сам прибор. А далее, подставляя к готовой детали, смотрят, подошло или нет. При наличии отклонений с помощью устройства также проверяют, насколько именно ошиблись при создании продукции.

Конструкционно отличия видны невооруженным взглядом. Этот тип имеет две модельные линейки. Это штихмас направляющих стержней и циркульный. Первый представляет собой длинный штырь, только на одном конце расположился индикатор. А на альтернативной уже два небольших стебля. Именно они и проводят всю измерительную работу. Они строго фиксируются еще до начала рабочего процесса. На тот самый шаблон, который нам и нужен. А после подставляются на слот. Если отклонения есть, активируется пружина, а стебли расходятся в разные стороны. И выявляют величину ошибки в сотых миллиметров.

Второй вид напоминает кронциркуль, только его ножки загнуты по направлению внутрь. И работает он по такому же принципу, как и предыдущий.

Важным аспектом является индикатор, зачастую выполненный в форме циферблата с определенными значениями. На нем по движению стрелки можно наглядно увидеть, какой результат показал прибор.

Телескопический штихмас

Это обозначенного вида существует только одна подвижная часть, стержень для измерений. Он выдвигается из основного корпуса с помощью пружины. Остальные элементы полностью неподвижные. Они служат для удержания и фиксации, демонстрации результатов.

После движения стержня на пружине необходимо его зафиксировать. Выполнить это допустимо в любом положении. Для данной задачи внутри ручки расположился длинный фиксатор. Она расположен перпендикулярно. С его помощью можно жестко зажать стержень, и он останется в нужном положении.

Диапазон у прибора весьма широкий. Он способен проводить измерения в отверстиях вплоть до 150 мм. Но вот микро пазы – это не его стихия. 12 мм – нижний предел.

Сама проверка получившегося значения проводится отдельно. В отличие от индикаторного, у инструмента нет своей шкалы, которой бы она могла показать результат. Лишь зафиксированная длина стержня, вышедшего из неподвижной части. Поэтому после работы устройство нужно вынуть из слота, приложить к линейке и сверить полученное значение.

Если необходимо измерить очень малую трубу

Обычно измерить диаметр небольших предметов рекомендуется при помощи штангенциркуля. Такой способ подходит в случае работы с трубами до 15 см Один конец (ножку) устройства прижимают к одной кромке трубы, а другой – к другому. При этом специальные указатели на штангенциркуле будут показывать наружный диаметр трубы.

Штангенциркуль – это универсальный инструмент для измерения с точностью до 0,1 или 0,01 мм внутренних и наружных размеров, а также глубины отверстий.

Если нужно будет с его помощью измерить внутренний диаметр, то можно кромку трубы, ту, что «отвечает» за ее толщину, зажать между ножек штангенциркуля. Затем из внешнего диаметра вычитается толщина стенки трубы. Это и будет внутренний ее диаметр.